Управляемый источник тока

(51)5 6 05 Р 1/ ЕТЕ К АВ изированное конкое бюро "Акустго объединения рягинктгопй 80,АВЛЯЕМЫЙ ИСТОЧ ользование: в измер телях и системах упр обретения: устр-во мирования опорног(54) УПР (57) Исп образов ность из узла фор НИК ТОКА ительных преавления. Сущсодержит три о напряжения,по- ер- стаых ануп ра ра би зке татипа является низания напряжения в ой части характериз-за высокой чувст- нуля к изменению ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Раб 1 о-Регп зепеп-Е 1 ес. 463, рис. 4.Титце У. и дсхемотехника, М.рис, 12-17. р. Полупроводникова : Мир, 1983, с 175- 17 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в измерительных преобразователях и системах управления,Известен однополярный источник тока с заземленной нагрузкой управляемый напряжением, содержащий два стабилизато-, ра однополярного тока на операционных усилителях и биполярных или полевых транзисторах; причем первый стабилизатор используется для управления вторым с целью обеспечения работы от заземленного источника управляющего напряжения, Недостатком указанного источника является смещение нуля в характеристике преобразования напряжения в ток из-за неидеальности параметров операционных два из которых состоят из операционного усилителя, полевого или биполярного транзистора и измерительного резистора. а третий - из операционного усилителя и измерительного резистора, опорный резистор, три входных шины для подключения соответствено источника управляющего напряжения, источника напряжения. двухполярного источника питания, выходную и общую шины, В устр-ве в третий узел формирования опорного напряжения введены третий полевой или биполярный транзистор и четвертый измерительный резистор, При этом величину тока второго узла формирования выбирают равной максимально возможному смещению нуля выходного тока, Такое построение схемы устр-ва позволяет повысить точность преобразования напряжения в ток. 1 ил. усилителей и, как следствие, появлениегрешности преобразования,Наиболее близок источник тока, соджащий два управляемых напряжениембилизатооа тока на операционнусилителях и полевых или биполярных трзисторах и узел управления на.третьем орационном усилителе, обеспечивающравление первым и вторым стабилизами токов, причем выходной ток в нагрувен разности токов первого и второго слизаторов.Недостатком протокая точность преобразовток, особенно в начальнстики преобразования, ивительности смещениятретьей и четвертой входными шинами через первый 3 и второй 6 измерительные резисторы соответственно, с инвертирую щими входами соответственно первого 1 и . второго 4 операционных усилителей непосредственно, затворы или базы - с выходами первого 1 и второго 4 операционных усилителей соответственно. Неинвертирующий 4 вход первого операционного усилителя 1 соединен с третьей входной шиной через опорный резистор 10. Инвертирующий вход третьего операционного усилителя 7 соединен с первым выводом третьего измерительного резистора 8, первым выводом четвертого измерительного резистора 9 и истоком или эмиттером транзистора 11, Неинвертирующий вход третьего операционного усилителя 7 соединен с общей шиной, Второй вывод третьего измерительного резистора 8 соединен с первой входной шиной, второй вывод четвертого измерительного резистора 9 и неинвертирующий вход второго операционного усилитесопротивления балансировочных резисторов.Указанйая высокая чувствительностьвызвана тем, что нулевой ток при отсутствии управляющего напряжения формируется как разность относительно больших токов, величина каждого из которых находится на уровне тока потребления операционногоусилителя, на котором выполнен узел управления, вЦелью изобретения является повышение точноСти преобразованйя "напряжения в ток.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема управляемого" источника тока,Управляемый источник тока содержитпервый узел формирования выходного тока, состоящий из первых операционного усилителя 1, полевого или биполярного транзистора 2, измерительного резистора 3, второй узел формирования тока компенсации, состоящий из вторых операционного усилителя 4, полевого или биполярного. транзистора 5, измерительного резистора 6, третий узел формирования опорного тока, состоящий из третьих операционного усилителя 7, измерительных резисторов 8, 9, полевого или биполярного транзистора 11 и опорного резистора 10, четыре вхбдные шины для подключения источника управляющего напряжения, источника напряжения смещения и двухполярного источника питания соответственно, выходную шину, общую шину. Стоки или коллекторы первого 2 и второго 5 транзисторов соединены с выходной шиной, истоки или эмиттеры - с 10 152025 30 35 ля 4 соединены с второй входной шинойнапряжения смещения,Выходной токвых в нагрузке 12 равенразности токов, формируемых первым и вторым узлами1 вых = 1 ЙЗ 1 В 6 (1)Ток компенсации 186, формируемыйвторым узлом, не зависит от управляющегонапряжения и равенЕп 2 - Есмй 6Ток 1 рэ, формируемый первым узлом,определяется управляющим напряжениеми напряжением смещенияК 1 о1 Й 3 О вх р р + 1 см8 3где 1 см = Есм . + Л 1; (3)ЙюВ 9 ЙзЬ 1 - смещение выходного тока первогоузла эа счет погрешностей, вносимых первым 1 и третьим 7 операционными усилителями,Сопротивление резистора Я 6 выбираютиз условия обеспечения равенства тока компенсации максимальному значению смещения выходного тока:к 6 = АмаксСопротивление балансировочного резистора устанавливают таким, чтобы обеспечить;1 см = 1 Й 6При этом с учетом (1), (2) и (3):В 1 о1 вых = Овх83При отсутствии управляющего напряжения нулевой выходной ток формируетсяКаК раЗНОСтЬ тОКОВ 1 см И я 6, В ПрЕдЛаГаЕмом источнике величина токов 1 см и 1 я 6,определяемая погрешностями, вносимымиоперационными усилителями, не превышает 10 - 20 мкА, что существенно меньше, чемв прототипе, в котором указанные токи определяются током потребления операционного усилителя.Вследствие этого чувствительностьсмещения нуля предлагаемого источникатока к изменению сопротивления балансирочных резисторов существенно меньше,чем у прототипа, что повышаетточностьпреобразования, особенно в начальной области характеристики преобразования,Формула изобретенияУправляемый источник тока, содержащий первый узел формирования выходноготока, состоящий из первых операционногоусилителя, полевого или биполярного транзистора, измерительного резистора, второйузел формирования тока компенсации, соЗаказ 3548 Тираж Подписное ВНИИПИ Государстьенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 стоящий из вторых операционного усилителя, полевого или биполярного транзистора и измерительного резистора, третий узел формирования опорного тока, состоящий из третьих операционного усилителя и измери тельного резистора, опорный резистор, четыре входные шины для подключения источника управляющего напряжения, источника напряжения, двухполярного источника питания соответственно, выходную 10 шину, общую шину, причем стоки или коллекторы первого и второго полевых или биполярных транзисторов соединены с выходной шиной, истоки или эмиттеры - с третьей и четвертой входными шинами че рез первый и второй измерительные резисторы соответственно, с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей непосредственно, затворы или базы - с выходами первого 20 и второго операционных усилителей соответственно, неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с третьей входной шиной через опорный резистор, инвертирующий вход третьего опе рационного усилителя соединен с первым выводом третьего измерительного резистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, 8 третий узел формирования опорного тока введен третий полевой и биполярный транзистор и четвертый измерительный резистор, причем третий полевой или биполярный транзистор подключен стоком или коллектором к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, затвором или базой к выходу третьего операционного усилителя, истоком или эмиттером к инвертирующему входу третьего операционного усилителя и первому выводу четвертого измерительного резистора, второй вывод которого соединен с второй входной шиной для подключения источника напояжения смещения и с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, второй вывод третьего измерительного резистора соединен с первой входной шиной, неинвертирую ций вход третьего операционного усилителя соединен с общей шиной, при этом величину тока второго узла формирования выбирают равной максимально возможному смещению нуля выходного тока.